2024年6月25日14點08分,嫦娥六號終于從月球返回地球,著陸成功。從2024年5月3日發(fā)射到2024年6月25日著陸,這趟旅程整整用了1個月22天的時間,每一步都是高空走鋼絲,特別是它從月球回來的路,可以說是連闖5道生死關,全世界都沒幾個國家能夠做到。
第一關:回到月球軌道
第一關是嫦娥六號要從月球表面起飛,這一步已經非常不容易。需要非常精確的定位和強大的推進力。如果解釋一下的話,嫦娥六號的任務就像在月球上打了一次“高難度籃球”,它需要強大的推進系統(tǒng)和精確的導航設備,確保它能按照計劃離開月球表面,進入環(huán)繞月球的軌道。
而且從地球遙控也存在延遲,不像地球軌道可以隨時控制,這一步很多時候需要靠它自己進行程序處理和調整,而且因為月球的引力小,入軌的難度也在增加,稍有偏差,探測器就可能飛不出月球引力或者進入錯誤的軌道。
為了回到軌道,嫦娥六號需要隨時調整它的方向和速度,確保它能準確進入預定的軌道。而且這些操作都要在非常短的時間內完成,因為燃料和能量是有限的,一點點失誤都可能會導致任務失敗。
第二關:對接月球軌道器
進入軌道后,探測器還需要與月球軌道器對接。這個過程非常像兩個高速行駛的汽車在空中接力棒,稍有不慎就會“擦車”。在這個過程中,科學家們就像“空中交通指揮官”,通過精確的計算和控制,確保探測器和軌道器能夠完美對接。這種對接技術,全世界也就只有幾個國家能夠拿得出手,其余的都是吹牛而已。
第三關:從月球軌道到地球軌道
當嫦娥六號成功進入月球軌道并完成與軌道器對接后,它的下一個挑戰(zhàn)是回到地球。這一步看似簡單,其實復雜得多,就像是一場太空中的“超級接力賽”。
嫦娥六號在太空中飛行,就像是在一片無邊無際的沙漠中行走,沒有明顯的參照物。探測器需要在廣闊的太空中找到回家的路,這需要非常精確的導航和控制。需要我們提前精確計算月球和地球的相對位置,實時計算探測器的速度和方向等多個變量,確保探測器能夠在最佳時機離開月球軌道,進入返回地球的軌道。這個過程就像是在空中打籃球,你不僅要瞄準籃筐,還要考慮風速、角度和力量。
而且整個過程,嫦娥六號還需要進行多次軌道修正。因為在長時間、長距離的太空飛行中,探測器的軌道可能會受到各種微小力的影響,比如太陽風、地球和月球的引力變化等。這些因素就像是在航行中遇到的暗流,會悄悄地改變探測器的飛行路徑。一旦改變過多,就需要調整軌道了,而嫦娥六號的每一次軌道調整都需要非常精確的計算和操作。我們的“太空中操盤手”們通過精確的軌道數(shù)據和實時的控制指令,確保探測器能夠按照預定的軌道飛行。
為了保證成功,地面控制中心通過地面上的大型天線和接收設備,實時監(jiān)控探測器的飛行狀態(tài),并根據探測器反饋的數(shù)據,調整飛行路徑。這一過程需要全天候的監(jiān)控和調整,任何一個細小的錯誤都可能導致探測器偏離軌道,影響返回地球的計劃。今天看到采訪說團隊是24小時值班的,就是這個原因。
第四關:再入大氣,打水漂
什么是“太空打水漂”?要理解這個概念,我們先來回憶一下小時候在湖邊打水漂的情景:我們把石子以特定的角度丟向水面,石子會在水面上跳躍多次。這種跳躍的原理就是利用石子和水面的接觸來減緩石子的速度。同樣的道理應用在太空打水漂上,就是讓返回艙以特定的角度和速度進入地球大氣層,然后通過多次反彈和滑翔來減速和調節(jié)軌道,從而實現(xiàn)安全返回地球。
原因是如果探測器直接以高速進入大氣層,會產生巨大的摩擦力和熱量,溫度可能達到幾千攝氏度,要知道,嫦娥六號探測器直可是以每秒11.2公里的速度沖入地球大氣層的,這個速度相當于每小時4萬公里,摩擦生熱是不可避免的。如果沒有合適的減速方式,探測器很容易在進入過程中被燒毀。而且劇烈減速,就如同直接剎車一樣,還會帶來巨大的過載,這對于探測器本身和內部攜帶的月球樣本都是極大的威脅。通過太空打水漂,探測器能夠在多次進出大氣層的過程中逐步減速,降低過載對探測器結構和內部設備的沖擊。
具體說來分成如下幾個步驟:
第一次進入:探測器首先以一個較小的角度進入大氣層。這個角度通常非常精確,一般在5到10度之間。這一步非常關鍵,因為角度過大,探測器會因為速度過快而燒毀;角度過小,探測器則可能反彈回太空,無法有效減速。科學家們通過大量的模擬計算,確定了嫦娥六號的最佳進入角度。
第一次減速:在進入大氣層的過程中,探測器會經歷摩擦產生的高溫和減速。這時,探測器的熱防護系統(tǒng)起到了關鍵作用。嫦娥六號的熱防護系統(tǒng)采用了新型耐高溫材料,這些材料不僅能耐受數(shù)千攝氏度的高溫,還具有輕質的特點,減輕了探測器的總重量。這樣,探測器在進入大氣層時既能減速,又能防止高溫損壞。
首次反彈:當探測器減速到一定程度后,由于角度小,它會反彈出大氣層,進入太空中短暫的冷卻期。這一階段探測器不會完全脫離地球引力,而是會在太空中滑翔一段時間。這個冷卻期非常重要,因為它讓探測器在下一次進入大氣層前有機會散熱,從而保護內部的儀器和樣本。
重復進入:探測器會多次重復上述過程,每次進入大氣層都進一步減速和降溫。每次的反彈和再進入都會帶來更大的減速效果,同時減少過熱的風險。這個過程不僅需要探測器的高精度控制系統(tǒng)不斷調整姿態(tài)和軌跡,還需要地面控制中心的緊密配合,確保每次進入和反彈都能按預定軌跡進行。
通過上面的介紹,大家就知道這個事情的難度了。你探測器的進入角度和速度必須非常精確,任何微小的偏差都會導致進入角度過大或過小,從而影響整個減速和降溫過程。為了安全,必須配備先進的熱防護材料,這些材料不僅要能耐高溫,還要能反復經受高溫和冷卻的循環(huán)。而且在多次反彈和進入的過程中,探測器需要不斷調整軌道和姿態(tài),以確保每次進入和反彈都能按預定軌跡進行。
第五關:精確的著陸
當探測器的速度降到足夠低時,進入地球大氣層的最后階段便是降落傘系統(tǒng)和反推火箭的啟動。探測器會在速度降到一定程度時打開降落傘,這一系統(tǒng)進一步減緩了它的下降速度。在接近地面時,反推火箭會點火,進一步降低探測器的下降速度,確保其能夠以較低的速度平穩(wěn)著陸。
著陸后,地面回收團隊需要迅速找到探測器,并將其安全回收。探測器會發(fā)送定位信號,地面團隊會根據這一信號迅速找到探測器的位置。回收團隊經過多次演練,確保能夠在最短時間內到達著陸點,并安全回收探測器和月球樣本,避免樣本受到地球環(huán)境的污染。
這一步聽描述就知道了,火箭推力大了小了要洗白,開機晚了早了也要洗白,必須是控制得剛剛好。
茫茫太空,人類的制造物,離開地球,然后又能夠精確的回到人類的懷抱,我感受到的是航天航空的浪漫,一種人類和宇宙之間的打招呼方式,嫦娥六號不是開始,自然也不是結束,希望我們能夠早日邁入星際時代,走出地球,奔向太空!#嫦娥六號#
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.